Какво прави BBU съвместим с базовите предавателни станции?

Основната роля на BBU в архитектурата на BTS и функционалната интеграция

Оркестриране на обработката на базов сигнал: Как BBU управлява модулацията, кодирането и разпределението на ресурси

В сърцето на архитектурата на базовата предавателна станция (BTS) се намира базовата лентова единица (BBU), която управлява цялата основна работа по цифровата обработка на сигнала. Помислете за неща като методи за модулация, методи за кодиране на канали и начина, по който ресурсите се разпределят динамично между различни канали. При изпращане на сигнали тази единица превръща суровите потоци от данни в модулирани символи чрез различни схеми, като квадратурна амплитудна модулация (QAM). Тя също добавя кодове за корекция на грешки при предаване, за да се предпази от повредяване на данните по време на предаването. Истинското омагьосване се случва, когато влязат в действие алгоритмите за реално разпределение на ресурси, разпределяйки наличната честотна лента между множество потребители, така че никой да не остане прекалено дълго в чакане за своите данни, докато същевременно се осигурява максимално използване на честотния спектър. От страната на получаване, BBU извършва необходимата работа по демодулация и декодиране. И точно тук силните възможности за обработка имат решаващо значение, тъй като те влияят върху всичко – от скоростта на предаване на информацията (латентност) до общите скорости на предаване на данни (пропускливост) и дали системите могат правилно да се адаптират при внезапни промени в качеството на сигнала.

Архитектурна свързаност с RF единици: Поток на сигнала от базовата честота към RF в интегрирани BTS развертвания

Базовите лентови устройства (BBU) работят в тясно сътрудничество с дистанционни радиоустройства (RRU) чрез стандартни влаконни връзки, като обикновено се използват протоколите CPRI или eCPRI. Обработените базови сигнални ленти се прехвърлят като цифрови данни от BBU към RRU, като по този начин запазват качеството си по време на предаването. Когато тези сигнали достигнат до RRU, те се преобразуват от цифров в аналогов формат, преди да бъдат усилени за радиочестотно предаване чрез антени. В обратната посока, когато антените уловят RF сигнали, първоначално те се преобразуват в цифрова форма в локацията на RRU и след това се предават обратно към BBU, където се извършва декодирането. Този двупосочен комуникационен път с минимално закъснение осигурява точна синхронизация между отделните компоненти. Такава синхронизация е от решаващо значение за прилагането на координирани методи за формиране на лъч и внедряването на масивни MIMO системи в мрежи, разпрострени в множество базови предавателно-приемни станции (BTS).

Стандартизирани интерфейси, осигуряващи съвместимост между BBU и BTS

CPRI срещу eCPRI: Влияние върху забавянето, честотната лента и съвместимостта за комуникацията между BBU и RU

Протоколът CPRI предлага изключително ниско забавяне под 100 микросекунди, което е абсолютно задължително за тези чувствителни към времето операции на физическия слой. Но има един недостатък – той изисква огромни количества пропускателна способност за връзка между базовата станция и радиоустройството, около 24,3 гигабита в секунда на антенен канал. Това създава сериозни проблеми с мащабирането при разгръщане в плътно населени 5G мрежи. От друга страна, eCPRI използва различен подход, базиран на пакетна технология Ethernet, както и функционални разделяния като Split-7.2. Тези промени намаляват нуждите от лентова ширина с приблизително 60 процента, като все още позволяват частична виртуализация на базовата лента, без да се губи решаващото подмилисекундно време за отговор, необходимо за важни функции. Има обаче един аспект: когато операторите смесват системи CPRI и eCPRI, те трябва да се уверят, че целият фърмуер на радиоустройствата е съвместим. В противен случай ще възникнат несъответствия в конфигурациите, които могат да доведат до прекъсване на връзката и влошаване на услугите в цялата мрежа.

3GPP и O-RAN спецификации: Осигуряване на съвместимост на BBU с множество доставчици в екосистемите на BTS

Релиз 15 на 3GPP определя някои основни стандарти за това как оборудването работи заедно, включително неща като разделяне на по-ниските слоеве (мисли за опция 2) и синхронизиране на времето, което може да варира с плюс или минус 1,5 микросекунди. Това помага да се уверите, че базовите устройства се държат последователно, без значение кой ги е направил. След това идва O-RAN ALLIANCE със своя собствен подход, създавайки отворени интерфейси, които не благоприятстват никоя конкретна компания. Техният Fronthaul спецификация е добър пример, основно разделяне на хардуера от софтуера така че базовите устройства от различни производители могат да работят гладко с радио устройства в каквото и да е BTS настройка има смисъл. Ако разгледаме цифрите от индустрията от 2023 г., се вижда, че повечето оператори вече са на борда с тези O-RAN решения, около 7 от 10 в световен мащаб. Основната причина? Те искат да избегнат да останат завинаги с оборудването на един доставчик. Тази промяна също ускори изпитванията между различните доставчици и съкрати времето за сертифициране на новите продукти.

Функционални разделения и еволюция на RAN: Как отговорностите на BBU се изместват в D-RAN, C-RAN и O-RAN

FH-7.2, FH-8 и други раздели: въздействие върху изискванията за интерфейса на BBU и гъвкавостта на интеграцията на BTS

Функционалните разделения, стандартизирани от O-RAN Alliance, определят отново мястото, където се извършва обработката на PHY слоя, като се изместват отговорностите между радио единици (RU), разпределени единици (DU) и централизирани единици (CU). Тези промени пряко оформят дизайна на BBU интерфейса и гъвкавостта на разгръщането на BTS:

• FH-7.2 премества частични функции на PHY (напр. компресия на IQ, FFT/IFFT) към ЖП, намалявайки нуждите от честотна лента на предната връзка с ~ 40% и улеснявайки приемането на RAN в облак.
• FH-8 , който запазва пълната обработка на PHY в DU, налага по-строги ограничения за латентността (<250 μs), но поддържа усъвършенствани функции като масивна MIMO плътност.

Следователно:

Всеки раздел изисква различни механизми за хардуерна синхронизация и поддръжка на протокола, но заедно те елиминират специфичните за доставчика ограничения и ускоряват мащабируемостта на 5G мрежата.

Ключови BBU възможности, които позволяват пряко съвместимост на BTS

Съвместимостта на базовите ленти с базовите предавателни станции се основава на пет основни възможности, които гарантират безпроблемна интеграция в модерните RAN архитектури:

• Мащабируемост : Динамично разпределяне на ресурсите за обработка, за да се удовлетвори нарастването на трафика и разширяването на мрежатабез надстройки на хардуераза да се отговори на променящите се изисквания за 5G капацитет.
• Висока обработваща мощност : Устойчива пропусклива способност до 100 Gbps за модулация, кодиране и планиране в реално времекритично важно за обработка на сигнали с ниска латентност и висока точност.
• Гъвкавост на протокола : Нативна поддръжка за CPRI, eCPRI и O-RAN fronthaul стандарти чрез софтуерно-дефинирани интерфейси, осигуряваща съвместимост в хетерогенни BTS среди.
• Поддръжка на виртуализация : Дизайн, независим от хардуера, съобразен с принципите на cloud-RAN, който поддържа контейнеризирани работни натоварвания и модели като инфраструктура като услуга, очаквани да обхващат 40% от мрежите до 2025 г.
• Съответствие на изискванията за сигурност : Вградена криптиране, взаимна автентикация и управление на ключове, съобразени със сигурносните рамки на 3GPP (напр. TS 33.501), осигуряващи край-до-край доверие в отворени RAN среди.

Заедно тези възможности премахват собственическите бариери и осигуряват последователна и надеждна обработка на сигнали в разпределени, централизирани и хибридни RAN конфигурации.